بررسي عيوب سطح كاشي‌هاي سراميكي
بررسي عيوب سطح كاشي‌هاي سراميكي به كمك آناليز تصوير و تكنيك‌هاي شكل شناسي
چكيده:
كنترل كيفيت در توليد كاشي سراميكي در يك محيط صنعتي خشن كه همراه با سر و صدا، دما و رطوبت بيش از حد است بسيار دشوار و طاقت فرسا مي‌باشد. كنترل كيفيت مي‌تواند براساس آناليز رنگ، بازبيني ابعاد و تشخيص عيوب سطحي كه مهم‌ترين هدف اين مقاله است دسته‌بندي شود. تشخيص عيوب هنوز هم براساس تفسير اپراتور انساني مي‌باشد، درحالي‌كه بيشتر ديگر فعاليت‌هاي توليدي ماشيني هستند. بنابراين كار ما ارتقاء كنترل كيفيت مي‌باشد كه اين امر به‌وسيله يكپارچه‌سازي مرحله كنترل چشمي با استفاده از پردازش تصوير و تكنيك‌هاي عمليات شكل‌شناسي قبل از بسته بندي مي‌باشد كه هدف از اين كار، بهبود يكنواختي پارت‌هاي محصول ارسالي به دست مشتري مي‌باشد.
مقدمه:
فرآيند توليد كاشي‌هاي سراميكي درحال حاضر كاملاً اتوماتيك شده است به‌جز مرحله آخر توليد كه شامل بازرسي چشمي مي‌باشد. دراين مقاله سعي شده است كه مشكلات بازرسي اتوماتيك كاشي‌هاي سراميكي مطالعه شود. بايد خاطرنشان كرد كه تشخيص عيب در سطوح طرح‌دار و بافتي شكل، يك موضوع مهم در بازرسي صنعتي ماشيني كه به طور گسترده‌اي در ماشين‌هاي بازرسي ناديده گرفته شده مي‌باشد. (1)
انسان‌ها قادر به يافتن عيوب بدون داشتن دانش قبلي الگوها و نمونه‌هاي عاري از عيب مي‌باشند. عيوب طبق يك دستورالعمل وتفسير انسان بررسي مي‌شوند. دو رويه مشخص و مفهومي در اينجا بررسي مي‌شود. اولين مورد عيوب ساختاري هستند كه كاملاً مشخص هستند و باعث كاهش تناسب مي‌شوند(مانند عيب ذوزنقه‌ای شدن کاشی) و مورد دوم عيوب پيچيده‌اي هستند كه نياز به تفسير دارند. هردو مورد كلي هستند زيرا هركدام از آن‌ها درمورد الگوها و عيوب مختلف قابل كاربرد هستند.(3)
تفسير انسان به‌وسيله انتظارات و دانش قبلي تحت تاثير قرار مي‌گيرد. اگرچه اين شكل ويژه عيوب ساختاري نمي‌باشد. درخيلي از بازرسي‌ها به عنوان مثال بازرسي لبه، يك حركت تدريجي ازنقطه‌ای به نام شروع آغاز و درنقطه‌ای به نام اتمام يا ناپديدشدن ادامه می‌یابد. از طرف ديگر واضح است كه بيشتر سورترهاي كم‌تجربه هم مي‌توانند محل عيب را تشخيص دهند، بدون اين‌كه بتوانند عيوب ساختاري را تشخيص بدهند و همچنين كار نظارتي خسته كننده، تحليلي و هزينه‌بردار مي‌باشد زيرا براساس يك تجربه طولاني مي‌باشد و مستلزم استفاده از توانای تشخيص و درك گسترده از مغز انسان مي‌باشد.
هيچ سيستم بازرسي ماشيني نمي‌تواند جايگزين مناسبي براي بازرسي چشمي‌انساني باشد مگراينكه بندهاي 2و3 را پوشش دهد:
1. تشخيص رنگ محصول با اطمينان بالا
2. تشخيص هرنوع عيب توليدي تقريباً با دقتي مشابه تشخيص انسان
3. اندازه گيري ابعاد كاشي بادقت وحساسيت بالا
تصويربرداري وعكاسي:
ما قصد داشتيم تصاويري ايجاد كنيم كه چشم انسان راحت‌تر مي‌تواند آن‌ها را تشخيص و تحليل كند. ما از عمليات اصول تصويربرداري و شكل‌شناسي برروي عكس كاشي سراميكي استفاده كرديم. بنابراين ما تصاوير جديدي را كه فقط شامل عيوب سطحي مي‌باشند را بررسي مي‌كنيم زيرا اين امر باعث آسان‌سازي عمليات فرآيند تشخيص و سورت به‌وسيله تفسير اپراتور مي‌شود. عكس‌هایی كه توسط دوربين آنلاين گرفته شده در خط توليد نگهداري مي‌شود. تصويرگرفته شده به نوع ديگري از تصوير (Binary,Gray Scale) به منظور مناسب‌تر شدن براي الگوريتم تشخيص عيوب مختلف كه براي انواع عيوب بكار مي‌رود تبديل مي‌شود. به‌جاي استفاده از الگوريتم‌هاي استاندارد و قوانين رياضي روش‌هاي ديگري كه در قسمت‌هاي بعدي در مورد آن‌ها بحث خواهيم كرد مانند تشخيص لبه، عمليات شكل شناسي، كاهش نويز، فرآيند هموار و يكنواخت كردن، همسان‌سازي هيستوگرام و تنظيم شدت مورد استفاده قرارمي‌گيرند (5) و (6).
تاثيرات نورپردازي نامناسب و حساسيت به فضاي CCD دوربين به‌وسيله آناليزكردن نمونه كاشي ساخته شده از پلكسيگلاس(Plexiglas) سفيد كه تصويرش قبلاً به قسمت‌هاي 8 در 8 تقسيم شده تصحيح مي‌شود و اين عدد رابطه بين توزيع رزلوشن فضای و زمان محاسبه را نشان مي‌دهد.
لبه يابي:
يك لبه ممكن است مرز بين دوناحيه نامتشابه دريك تصوير باشد. لبه‌ها ممكن است سطوح متفاوت يك شي يا شايد يك مرزي بين نور و سايه كه روي يك سطح منفرد مي‌افتد باشد. اصولاً يك لبه به راحتي پيدا مي‌شود چون تفاوت‌ها در مقدار پيكسل‌ها بين نواحي به طورنسبي با در نظرگرفتن گراديان‌ها به راحتي قابل محاسبه هستند. بسياري ازتكنيك‌هاي استخراج لبه مي‌توانند به دو فاز مشخص تقسيم شوند:
- پيداكردن پيكسل‌ها در تصوير جایی كه لبه‌ها احتمالاً ايجاد مي‌شوند به‌وسيله جستجو كردن براي ناپيوستگي‌ها در گراديان‌ها
- ارتباط دادن اين نقاط لبه طوري كه در راستاي منحني‌هاي خطي تعريفي از لبه را نشان دهد.
آستانه‌يابي تمام پيكسل‌هایی را كه اصولاً متعلق به شي يا اشياء در يك عكس هستند را ايجاد مي‌كنند. راه حل ديگر دراين مورد يافتن تمام پيكسل‌هاي متعلق به مرزهاي شي مي‌باشد.
سرامیک مشتق از کلمه keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینههای ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آن‌ها و همچنین شکلگیری بسیار خوب آن‌ها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آن‌ها استفاده میکرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آن‌ها به حساب میآیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته میشوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل میدهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند.